凋落物分解及其影响机制

为系统了解中国凋落物分解及其影响机制的研究进展, 基于当前常用的4个学术期刊数据库(中国知网、ISI Web of Science、ScienceDirect和Springer Link), 检索1986-2018年的相关文献并进行计量分析。中国凋落物分解研究以森林生态系统为主(占65%), 且多集中于易于观测的地上凋落物部分, 未来应加强地下部根系凋落物分解研究。凋落物分解研究对象通常选取当地优势种或主要组成物种(约占68%), 考虑到混合效应的存在, 仅依据单一凋落物分解研究结果来反映自然界中混合凋落物的实际分解特征具有局限性。目前中国凋落物分解研究主要集中在碳、氮、磷3种元素上, 应更多关注影响分解的重要化学组分(如钾、铁、锰、木质素、单宁等)和环境污染相关重金属元素的迁移转化及调控机理。未来需将植物-凋落物-土壤作为一个整体, 结合生态化学计量学, 系统研究各元素的生物地球化学循环过程、机制及耦合关系。氮沉降和气候变化对凋落物分解的影响是当前研究热点, 特别是氮、磷等多因子交互作用对凋落物分解的影响, 以及气候变暖背景下凋落物分解的温度敏感性、冻土区凋落物分解驱动机制的研究。     

青海高寒区不同林分类型凋落物养分状况及化学计量特征

凋落物是森林生态系统物质循环和能量流动的纽带,在土壤改良、幼苗更新以及水源涵养等方面具有十分重要的作用,凋落物的碳、氮、磷化学计量特征更是其中的关键。本研究比较了青海高寒地区立地条件和林龄基本相同的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、青海云杉(Picea crassifolia)、青海云杉-华北落叶松混交林、青海云杉-白桦(Betula platyphylla)混交林、白桦林等5种林分凋落物的养分状况及化学计量特征。结果表明:随着凋落物分解层次加深,5种林分中凋落物的有机碳含量、速效磷含量、碳氮比和碳磷比均呈减小趋势。青海云杉纯林凋落物的铵态氮、硝态氮、速效磷3种速效养分含量均高于其他4种林分类型。阔叶林与针阔混交林地表凋落物的氮含量均显著高于针叶林及针叶混交林,阔叶林地表凋落物氮含量是针叶林的1.23倍,而磷含量则相反,针叶林凋落物磷含量是阔叶林的1.26倍。通过青海高寒区5种林分地表凋落物的化学计量特征比较,可以得出,该地区阔叶林与针阔混交林的凋落物在分解过程中主要受磷元素限制,而针叶林与针叶混交林则受氮、磷两种元素共同限制。     

退化红壤丘陵区森林凋落物初始化学组成与分解速率的关系

通过小盆+凋落袋控制试验,研究了我国南方退化红壤丘陵区8种森林凋落物和4种混合凋落物初始化学组成与分解速率的关系.结果表明:阔叶凋落物中的氮、磷、钾、镁含量显著高于针叶凋落物,木质素、碳含量显著低于针叶凋落物;凋落物分解速率与凋落物初始氮、磷、钾、镁含量呈显著正相关,与凋落物初始碳、木质素含量以及木质素/氮、木质素/磷和碳/磷值呈显著负相关;木质素含量解释了凋落物分解速率变异的54.3%,是影响分解速率的最关键因子,凋落物碳、氮、磷含量也与分解速率密切相关,它们与木质素含量一起可解释分解速率变异的81.4%.在退化红壤丘陵区植被恢复过程中,低木质素含量、高氮磷含量的阔叶物种的引入有利于加速凋落物的分解速率和土壤肥力的恢复进程.     

内蒙古草原凋落物分解对生物多样性变化的响应

生物多样性与生态系统功能紧密相关。凋落物分解作为生态系统重要功能之一, 对植物群落的物种组成和多样性具有反馈作用。本研究在内蒙古草原通过功能群去除产生不同的多样性梯度, 应用分解网袋法, 研究了草原生态系统的生物多样性变化对凋落物分解过程的影响。实验分为相互补充的三个部分, (1)分解微生境实验: 研究了由于功能群多样性改变引起的分解微生境变化对凋落物分解的影响; (2)凋落物组成实验: 研究了4个功能群的优势物种羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、细叶葱(Allium tenuissimum)、刺穗藜(Chenopodium aristatum)的单种及不同组合的混合凋落物在相同的分解微生境下物种间的相互作用对凋落物分解过程的影响; (3)综合分解微生境和凋落物组成两种影响因素, 将收集的凋落物的单种及其混合物放回原样方进行分解。结果表明, 功能群多样性高的样方中, 其微生境有利于凋落物的分解; 混合凋落物的分解具有非加和性效应。混合凋落物的分解速率与其初始碳含量呈负相关, 与其初始氮、磷含量呈正相关; 当混合凋落物在功能群多样性不同的微生境中分解时, 重量降解速率与微生境中的功能群多样性没有显著的相关关系, 氮流失与功能群多样性呈正相关。我们的研究表明, 群落中凋落物组成和凋落物的功能群多样性相比, 前者是影响凋落物分解的决定性因素; 与地上存活植株所参与的生物学过程相比, 凋落物分解受生物多样性的影响较小; 在生物多样性更高的区域, 氮的循环加速, 有利于提高群落的生产力。     

茂兰喀斯特原生林不同坡向及分解层的凋落物现存量和养分特征

以茂兰喀斯特原生林3种坡向林下凋落物为研究对象,通过野外调研采样和室内分析测试相结合的方法,探讨了不同喀斯特原生林生态系统下坡向和分解层的凋落物现存量、主要营养元素含量、储量及元素释放率的分布特征。结果表明:1)阴坡凋落物现存总量((0.568±0.024)kg·m~(-2))高于阳坡((0.504±0.03)kg·m~(-2))和半阴坡((0.295±0.02)kg·m~(-2)),不同坡向林下凋落物现存量在各分解层均表现为:未分解层(L层)半分解层(F层)全分解层(Y层);2)不同坡向林下凋落物各营养元素平均含量表现为:C((388.7±11.2)g·kg-1)N((24.90±3.49)g·kg-1)K((9.78±1.82)g·kg-1)P((1.53±0.32)g·kg-1),在各分解层的含量表现不同,碳含量和钾含量:LFY,氮含量和磷含量:YFL;3)3种坡向林下凋落物的碳、氮、钾元素总储量表现为:阴坡阳坡半阴坡,磷元素总储量表现为:阳坡阴坡半阴坡;4)凋落物营养元素储量在L层占总储量的37.1%~64.2%,并随分解加剧而减少;L层和F层的元素释放率均表现为:阴坡半阴坡阳坡,且碳、钾元素释放率高于氮、磷元素。在喀斯特原生林凋落物分解的养分释放过程中,坡向对林下凋落物的理化性质及分解速率有较大影响,且阴坡林下凋落物分解较快、营养元素内部循环周期较短。     

长白山苔原带凋落物生态化学计量特征及其对模拟氮沉降的响应

长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃-小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理：对照（CK,0 g N m^-2 a^-1）、低氮（LN,10 g N m^-2 a^-1）、高氮（HN,20 g N m^-2 a^-1）。研究表明：（1）不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素（Li）呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为：牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为：小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物。（2）氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。（3）草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。     

辽东落叶松人工混交林凋落物混合分解特征

凋落物分解过程中的养分释放对土壤质量、养分平衡和生产力的可持续维持发挥着重要作用。2015年5月,以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)-红松(Pinus koraiensis)和日本落叶松-赤杨(Alnus japonica)人工混交林为研究对象,采用凋落物网袋法将落叶松分别与红松、赤杨叶片凋落物以75∶25、50∶50和25∶75比例混合,研究不同类型、不同比例的混合凋落物对其分解速率以及养分动态变化的影响。结果表明:在单一植物凋落物的分解过程中,赤杨叶片质量损失最高,分解最快;而红松叶片质量损失最低,分解最慢。凋落物混合分解对氮素释放的影响中,3种比例的落叶松与赤杨叶片的混合凋落物均表现出抑制作用,而落叶松与红松叶片混合凋落物(以25∶75比例混合)表现出促进作用。因此,落叶松在与红松、赤杨混合分解时产生了"非加和效应",并且其分解过程中氮和磷的养分释放状况受混合比例影响。     

基于混合演化算法的乌梁素海芦苇凋落物分解模拟及预测

以乌梁素海湖滨植被带建群植物—芦苇(Phragmites australis)的凋落物为研究对象,基于野外分解袋法对芦苇凋落物进行分解实验,通过混合演化算法(HEA)建模。旨在揭示和预测芦苇凋落物在湖水中的分解过程,并结合阈值和敏感性分析,探讨凋落物分解释放的氮、磷元素与环境影响因子之间的关系。研究结果表明:(1)混合演化算法的最佳模型预测值与实际测量值之间拟合度高(r²=0.90—0.99),质量损失模型(ML-model)的拟合效果最好(r²=0.99)。(2)芦苇凋落物的质量损失(ML)随水温(WT)增高而增加;凋落物中的N元素先累积后释放,且pH较低(pH<8.326)时,促进N元素释放;凋落物中的P元素在整个过程中以释放为主,且WT较高(WT>=16.978℃)时,凋落物中P元素与溶解氧(DO)呈负相关; WT较低时, P元素与WT呈负相关。进一步证明,混合演化算法模型能够模拟和预测湖泊芦苇凋落物水中分解过程,识别和量化凋落物分解与环境因子的生态关系和阈值数据,可为浅水草型湖泊内源污染防治提供理论支撑。     

Soil burial has a greater effect on litter decomposition rate than nitrogen enrichment in alpine grasslands

高寒草地土壤掩埋对凋落物分解速率的影响大于氮素富集 由于高寒草地退化、鼠害严重、大风频繁等原因,凋落物被频繁掩埋在土壤中。但凋落物的位置变化和氮富集对高寒草原凋落物分解速率和养分动态影响的认识尚不清楚。为了研究凋落物 位置变化(地表、掩埋10 cm和悬空60 cm)和氮富集对高寒草原优势植物凋落物分解的影响,本研究依托2009年在新疆天山巴音布鲁克高寒草原设置的长期模拟氮沉降研究平台,以对照和氮富集处理样方的优势植物羊茅(Festuca ovina)和赖草(Leymus tianschanicus)凋落物为试验材料,测定分解过程中凋落物质量损失和碳氮磷含量的变化特征。研究结果表明,掩埋凋落物分解速率显著快于地表凋落物,悬空处理凋落物分解速率慢于地表凋落物。氮富集显著影响凋落物质量,进而影响凋落物分解。而凋落物质量残留在对照与氮富集土壤掩埋之间无显著差异。这些结果表明,氮富集通过凋落物质量而不是通过土壤环境因素,影响短期凋落物分解。不同处理的所有试验凋落物均有碳和磷的释放现象。对照处理的凋落物,凋落物氮以累积为主,而氮富集处理的凋落物,凋落物氮以释放为主。这表明凋落物分解可能受到氮元素限制,氮富集改变了凋落物分解调控的氮循环过程。本研究提供了直接证据,掩埋处理的凋落物有更快的质量损失和碳元素释放,土壤掩埋是旱地凋落物分解速率比模型预测的快的一个候选解释。     

食碎屑动物通过摄食更多高质量的凋落物促进混合分解效应

为探究凋落物混合对凋落物分解速率的影响以及食碎屑动物在凋落物混合分解中的作用,利用室内微宇宙试验,研究了食碎屑动物(等足类)对化学质量差异较大的两种凋落物(香樟和白兰)混合分解的影响。结果表明：经过100 d的分解,凋落物混合分解的平均分解率为52.1%,小于白兰凋落物的平均分解率(62.6%),显著大于香樟凋落物的平均分解率(33.6%)。添加等足类动物显著提高了凋落物的分解速率,香樟凋落物、白兰凋落物及两者混合的分解率分别提高14.4%、20.1%、22.1%。没有等足类动物参与凋落物混合分解时,混合分解效应不显著,等足类动物的参与显著促进了凋落物的混合分解效应,混合效应值为8.6%。食碎屑动物不仅提高了凋落物分解速率,还通过摄食更多化学质量更高的凋落物促进凋落物的混合分解效应。     

Litter age interacted with N and P addition to impact soil N2O emissions in Cunninghamia lanceolata plantations

凋落物年龄和氮、磷添加交互作用对杉木林土壤N₂O排放的影响 氧化亚氮(N₂O)是一种重要的温室气体，增温潜势较大，其浓度增加影响全球气候变化。由于凋落物分解影响碳和养分循环，土壤N₂O排放受凋落物分解作用，而凋落物年龄和氮、磷添加影响凋落物分解，潜在影响土壤N₂O的排放。然而，凋落物年龄和养分添加对土壤N₂O排放的交互作用及其机制目前还没有报道，这限制了凋落物分解对N₂O排放的影响评价。本研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)不同年龄凋落物为研究对象，通过氮、磷添加处理，研究了养分和凋落物年龄对N₂O排放的影响及其机制。研究结果显示，幼龄凋落物主要通过调节碳氮比来影响N₂O排放。氮添加主要通过调节凋落物碳氮比、土壤pH以及与N₂O产生相关的微生物功能基因所编码的土壤酶活性来影响N₂O排放，整体上促进N₂O排放。磷添加显著降低凋落物碳氮比，进而作用于N₂O排放，该途径促进N₂O排放。同时，磷添加提高土壤有效磷水平，潜在降低N₂O排放，整体上降低土壤N₂O排放。凋落物年龄和养分添加交互作用于土壤N₂O排放。因此，在森林经营管理中，评价不同管理措施，尤其是间伐和选择性砍伐等导致不同凋落物输入的管理活动对土壤N₂O排放的影响时，应同时考虑养分输入和凋落物年龄的潜在影响。     

积水和网孔大小对青藏高原高寒沼泽化草甸优势种黑褐苔草叶片凋落物早期分解的影响

2013年5月,在青藏高原高寒沼泽化草甸收集优势种黑褐苔草(Carex atrofusca)立枯体凋落物。6月初,选择3个样带:长期积水带、周期性积水带和无积水带,并结合凋落物分解袋的方法,在每个样带区设置网孔大小分别为大(4.5 mm)、中(2.0 mm)、小(0.1mm)的3种凋落物分解袋,研究积水状态和网孔大小对凋落物早期分解的影响。结果显示:长期积水显著抑制凋落物的分解,而周期性积水和无积水环境中凋落物的质量损失率在大、中、小网孔凋落物袋中没有显著性的差异;网孔显著影响凋落物质量损失率,表现为大网孔中网孔小网孔;在早期分解过程中,凋落物的氮、磷均表现为富集;积水状态显著影响凋落物分解后氮、磷的富集;网孔大小对凋落物氮富集的影响显著,而对磷富集的影响不显著;积水状态和网孔大小对凋落物氮富集影响的交互作用极显著,但对磷富集没有显著的交互作用。研究发现,积水状态和网孔大小影响高寒沼泽化草甸凋落物分解以及氮、磷养分动态,由于不同网孔对凋落物分解的影响可用来反映不同土壤生物对凋落物分解的影响,因此,积水和土壤生物对维持高寒沼泽化草甸生态系统的结构和功能起着非常重要的作用。     

内蒙古典型草原4种优势植物凋落物的混合分解研究

混合凋落物的研究对预测生态系统群落水平的分解以及相应的养分释放和进一步的循环等生态学过程具有重要意义。该研究使用网袋法, 对克氏针茅(Stipa krylovii)、糙叶黄芪(Astragalus scaberrimus)、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)和羊草(Leymus chinensis) 4种凋落物单种及其混合物的分解速率及分解过程中的养分动态进行了野外实验研究, 以探讨凋落物多样性对内蒙古典型草原生态系统分解速率和过程的影响。通过对凋落物分解速率和养分含量变化历时1年的实际测定, 得到下列研究结果(1)分解341天后, 单种凋落物的剩余重量与初始氮(N)含量呈显著负相关关系(p < 0.001, r = - 0.979)。混合凋落物中, 糙叶黄芪-星毛委陵菜组合剩余重量的实测值比期望值高7.5%, 表明凋落物混合具有显著的正效应, 但在其他几种组合中没有发现显著的凋落物混合效应; (2)在分解初期的N释放阶段, 克氏针茅-糙叶黄芪和克氏针茅-羊草组合的实测N剩余率分别比期望值低4.7%和10.0%, 表明混合凋落物对初期N元素释放具有显著的负效应。不同凋落物混合组合的磷(P)释放或累积在不同分解时期都得到了一定程度的促进, 尤其是星毛委陵菜-克氏针茅、克氏针茅-羊草和克氏针茅-糙叶黄芪组合, 它们在分解前期、中期和后期, 实测P剩余率与期望值的差异分别为31.1%、23.1%和21.8%。研究结果表明, 在内蒙古典型草原生态系统, 多数混合凋落物对分解速率不产生显著的混合效应; 相反, 大多数混合凋落物对分解过程中的养分动态, 尤其是P元素, 具有显著的混合效应, 而混合效应的方向(正或负)可能是十分复杂的。     

模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶分解过程微生物生物量的影响

为进一步深化氮沉降对凋落物分解影响的研究,2016年3月—2017年3月,在华西雨屏区天然常绿阔叶林内,用凋落叶分解袋法研究了模拟氮沉降对凋落叶分解过程中微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)的影响。实验设置了对照(0 g N m~(-2)a~(-1))、低氮(5 g N m~(-2)a~(-1))、中氮(15 g Nm~(-2)a~(-1))和高氮沉降(30 g N m~(-2)a~(-1)) 4个处理。结果表明:低氮和中氮处理显著增加了凋落叶分解过程中的MBC和MBN,以低氮处理增加幅度最高;低氮和中氮处理对凋落叶分解过程中的MBP影响不显著;高氮处理显著降低了分解过程中的MBC、MBN和MBP。随模拟氮沉降量的递增,凋落叶分解过程中微生物生物量碳氮比逐渐减少,微生物生物量碳磷比呈现先增加后下降的趋势。研究结果说明,氮沉降影响了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物分解过程中微生物生物量,进而改变了凋落物的分解过程。     

模拟氮沉降对温带草原凋落物质量的影响

基于6年模拟氮沉降试验平台研究了氮沉降对温带草原凋落物质量的影响。采集对照(0 g N·m~(-2)·a~(-1))、低氮(5 g N·m~(-2)·a~(-1))、中氮(10 g N·m-2·a-1)和高氮(15g N·m~(-2)·a~(-1))4个氮添加梯度,混合和单一两种凋落物类型,测定了凋落物纤维素、半纤维素、木质素、全碳、全氮和全磷含量。结果表明:长期模拟氮沉降降低了2种凋落物中纤维素、半纤维素、木质素含量及其与N素的比值;氮沉降对凋落物C含量无明显影响,降低了凋落物N、P含量以及C/N和C/P比值。由于氮沉降增加了凋落物N、P元素含量,同时降低了难分解的结构性物质含量,因此可能会对凋落物分解产生促进作用。     

氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制

氮沉降持续增加背景下土壤C∶N∶P化学计量比和pH环境等的改变及其可能的土壤微生物学机制已经成为陆地生态系统与全球变化研究的新生长点和科学研究前沿.以生态化学计量学和土壤微生物生态学为理论基础,综述了氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进全球变化背景下陆地生态系统地下生态学的研究.氮沉降持续增加会导致森林生态系统磷循环加速,导致磷限制.氮沉降不但改变森林土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比和降低土壤pH值,而且改变土壤微生物生物量碳氮磷、细菌、真菌和放线菌的组成以及影响碳氮磷分解的关键酶活性.氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响表现为促进、抑制和无影响,其影响的差异可能来源于微生物效应的不同.叶片在凋落前有显著的氮磷养分回收,但是根无明显的养分回收,造成土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比存在明显差异.基于DNA/RNA等分子生物学方法为土壤微生物生态学研究提供了强有力的手段,将促进氮沉降对森林土壤有机质和凋落物化学计量比改变的微生物学机制研究.     

氮、磷养分有效性对森林凋落物分解的影响研究进展

通过对相关研究文献的综述结果表明,氮(N)和磷(P)是构成蛋白质和遗传物质的两种重要组成元素,限制森林生产力和其他生态系统过程,对凋落物分解产生深刻影响。大量的凋落物分解试验发现在土壤N有效性较低的温带和北方森林,凋落物分解速率常与底物初始N浓度、木质素/N比等有很好的相关关系,也受外源N输入的影响;而在土壤高度风化的热带亚热带森林生态系统中,P可能是比N更为重要的分解限制因子。然而控制试验表明,N、P添加对凋落物分解速率的影响并不一致,既有促进效应也有抑制效应。为了深入揭示N、P养分有效性对凋落物分解的调控机制,"底物的C、N化学计量学"假说、"微生物的N开采"假说以及养分平衡的理论都常被用于解释凋落物分解速率的变化。由于微生物分解者具有较为稳定的C、N、P等养分需求比例,在不同的养分供应的周围环境中会体现出不同的活性,某种最缺乏的养分可能就是分解的最重要限制因子。未来的凋落物分解研究,应延长实验时间、加强室内和野外不同条件下的N、P等养分添加控制试验,探讨驱动分解进程的微生物群落结构和酶活性的变化。     

鼎湖山生物圈保护区马尾松凋落物的分解及其营养动态研究

本文报道了鼎湖山生物圈保护区马尾松凋落物分解及其营养动态的情况,松针和混合凋落物的失重率在试验过程中呈直线下降,松针和混合凋落物的分解系数（Ｋ）分别为０．４４ａ＾１和０．３７ａ＾－１。在凋落物分解过程中氮是５个元素唯一的１个元素,它表现出浓度和绝对量均首先呈上升然后下降的变化,磷和浓度和绝对量在凋落物分解过程中,表现相类似的变化模型,它们的释放速率国其它元素类似于凋落物的失重率,钾是５个元素中最低     

氮添加和升温对杉木林凋落物分解及碳氮磷化学计量特征的影响

通过研究氮(N)添加和升温对杉木林凋落物分解过程中碳(C)、N、磷(P)化学计量特征的影响,探索杉木林养分周转规律。利用江西千烟洲亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林长期野外N添加(CK (0)、N1 (50 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、N_2(100 kg N·hm~(-2)·a~(-1)))控制试验平台,采集不同年龄杉木凋落物(一年生叶和二年生叶),在不同温度(20、30℃)条件下进行凋落物分解培养试验。结果表明:凋落物分解过程中,N添加对杉木凋落物C含量没有影响; N添加显著提高了分解过程中不同年龄凋落物的N含量,降低了凋落物P含量。相同N添加水平下,凋落物N、P含量表现为一年生叶二年生叶。N添加对分解前期不同年龄凋落物的P含量表现为N2N1CK,分解后期凋落物P含量则与分解前期相反。N添加显著降低了凋落物C∶N,提高了凋落物C∶P、N∶P。在分解过程中,相同N水平下杉木凋落物C∶N、C∶P表现为二年生叶一年生叶,N∶P趋势相反。分解过程中,温度升高显著提高C∶N、C∶P。相同温度下,不同年龄凋落物的C∶N表现为一年生叶二年生叶。N∶P随温度升高而增大,不同年龄叶片的N∶P表现为一年生叶二年生叶。在杉木林经营管理中,应考虑不同年龄凋落物分解、N添加和温度作用对土壤碳氮循环的影响。     

陆地生态系统混合凋落物分解研究进展

凋落物分解在陆地生态系统养分循环与能量流动中具有重要作用,是碳、氮及其他重要矿质养分在生态系统生命组分间循环与平衡的核心生态过程。自然生态系统中,植物群落大多具有较高的物种丰富度和多样性,其混合凋落物在分解过程中也更有可能发生养分传递、化学抑制等种间互作,形成多样化的分解生境,多样性较高的分解者类群以及复杂的级联效应分解,这些因素和过程均对研究混合凋落物分解过程、揭示其内在机制形成了极大的挑战。从构成混合凋落物物种丰富度和多样性对分解生境、分解者多样性及其营养级联效应的影响等方面,综合阐述混合凋落物对陆地生态系统凋落物分解的影响,探讨生物多样性在凋落物分解中的作用。通过综述近些年的研究发现,有超过60%的混合凋落物对其分解速率的影响存在正向或负向的效应。养分含量有差异的凋落物混合分解过程中,分解者优先利用高质量凋落物,使低质量的凋落物反而具有了较高的养分有效性,引起低质量凋落物分解加快并最终使混合凋落物整体分解速率加快;而凋落物物种丰富度对土壤动物群落总多度有轻微的影响或几乎没有影响,但是对线虫和大型土壤动物的群落组成和多样性有显著影响,并随着分解阶段呈现一定动态变化;混合凋落物改变土壤微生物生存的理化环境,为微生物提供更多丰富的分解底物和养分,优化微生物种群数量和群落结构及其分泌酶的活性,并进一步促进了混合凋落物的分解。这些基于植物-土壤-分解者系统的动态分解过程的研究,表明混合凋落物分解作用不只是经由凋落物自身质量的改变,更会通过逐级影响分解者多样性水平而进一步改变分解速率和养分释放动态,说明生物多样性确实在一定程度上调控凋落物分解及其养分释放过程。